Разработка технологического процесса механической обработки заготовки

1.Общий раздел.
1.1.Введение.
Под «технологией машиностроения» принято понимать научную дисциплину, изучающую преимущественно процессы механической обработки деталей и сборки машин и попутно затрагивающую вопросы выбора заготовок и методы их изготовления. Это объясняется тем, что в машиностроении заданные формы деталей с требуемой точностью и качеством их поверхностей достигаются в основном путем механической обработки, так как другие способы обработки не всегда могут обеспечить выполнение этих технических требований. Процесс механической обработки связан с эксплуатацией сложного оборудования - металлорежущих станков; трудоемкость и себестоимость механической обработки больше, чем на других этапах процесса изготовления машин.

В «Технологии машиностроения» комплексно изучаются вопросы взаимодействия станка, приспособления, режущего инструмента и обрабатываемой детали; пути построения наиболее рациональных, то есть наиболее производительных и экономичных технологических процессов обработки деталей машин, включая выбор оборудования и технологической оснастки; методы рационального построения технологических процессов сборки машин.

Целью данного дипломного проектирования является:
- Расширение, систематизация и закрепление теоретических и практических знаний, полученных студентами во время лекционных, лабораторных, практических занятий, а также в период прохождения инженерной производственной подготовки на базовых предприятиях;
- Практическое применение этих знаний для решения конкретных технических, организационных и экономических задач;
- Развитие и закрепление навыков ведения самостоятельной работы;
- Проведение поиска научно - технической информации и работа со справочной и методической литературой, стандартами и нормами;
- Основной задачей дипломного проекта является разработка технологического процесса механической обработки заготовки на стадии технического проекта для различных видов и типов производства с выполнением ряда технических расчетных работ и технико-экономическим обоснованием принятых решений.
В соответствии с этим в процессе дипломного проектирования по технологии машиностроения решаются следующие задачи:
- расширение, углубление, систематизация и закрепление теоретических знаний и их применение для проектирования прогрессивных технологических процессов сборки изделий и изготовления деталей, включая проектирование средств технологического оснащения;
- развитие и закрепление навыков ведения самостоятельной творческой инженерной работы;
- овладение методикой теоретико-экспериментальных исследований технологических процессов механосборочного производства.

СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
1
Изм Лист № докумен Подпись Дата

2.Технологический раздел.
2.1.1.Назначение детали.
Деталь "Толкатель" относится к классу корпусных деталей с элементами тел вращения.
Деталь "Толкатель" является деталью газораспределительного механизма. Газораспределительный механизм (ГРМ) работает следующим образом. При вращении распределительного вала его кулачки поочередно набегают на толкатели в соответствии с порядком работы цилиндров двигателя. Усилие от толкателей через штанги передается к коромыслам, которые, воздействуют на стержни клапанов, преодолевают сопротивление пружин и открывают клапаны. При дальнейшем повороте распределительного вала кулачки сходят с толкателей, которые вместе со штангами и коромыслами возвращаются в исходное положение под действием пружин, закрывающих также клапаны.
Захват и перемещение на заданное расстояние сопрягаемой детали вдоль продольной оси осуществляется при помощи лысок, выполненных в размер 24h14 и отверстия 15H12. Данное отверстие служит для установки оси и фиксации сопрягаемой детали.
Толкатели перемещаются в направляющих отверстиях блока цилиндров (диаметр шеек 40 мм) по посадке H7/h8. Два отверстия 15H12, выполненные на квадратном сечении "Толкателя", служат для крепления к нему детали "Коромысло"

Рис. 1 Детали толкатель.

СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
2
Изм Лист № докумен Подпись Дата

2.1.2. Анализ технологичности детали.
Допуск радиального биения диаметра 40h8 относительно базовой оси не более 0,05 мм. Допуск на не параллельность отверстий диаметром 15H12 не более 0,5 мм. Допуск на неперпендикулярность отверстия относительно базовой оси не более 0,3 мм.
Ответственными поверхностями, которые требуют классной обработки, являются посадочный диаметр 40h8, грани квадрата, отверстия 15H12.
Остальные поверхности являются второстепенными.
Шероховатость поверхностей Ø40h8 - Ra 0,8 мкм; граней квадрата, выполненных в размер 60, отверстий Ø15H12 - Ra 6,3 мкм; остальных поверхностей - Ra12,5 мкм.
Дополнительные покрытия детали - отсутствуют.
Эскиз детали с указанием поверхностей.













СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
3
Изм Лист № докумен Подпись Дата

Сводная таблица точности размеров и шероховатости поверхностей.
Таблица 1
Номер
поверхности Наименование поверхности Точность
Квалитета Количество
поверхностей Шероховатость
Ra,Мкм
1 Торец h14 1 12,5
2 Фаски
h14 1 12,5
3 Поверхность h14 1 12,5
4 Отверстие h12 1 6,3
5 Торец h14 1 12,5
6 Фаска h14 1 12,5
7 Поверхность h8 1 0,8
8 Канавка h14 1 12,5
9 Сторона квадрата h14 1 12,5
10 Канавка h14 1 12,5
11 Поверхность h8 1 0,8
12 Фаска h14 1 12,5
13 Торец h14 1 12,5
14 Лыска h14 1 12,5
15 Лыска h14 1 12,5
16 Сторона квадрата h14 1 12,5
17 Отверстие h12 2 6,3
18 Сторона квадрата h14 1 12,5
19 Фаска h14 2 6,3

Качественная оценка технологичности конструкции детали.
Согласно ГОСТ 14.301-83 разработки технологических процессов производится на изготовление деталей, конструкции которых отработаны на технологичность.
Основные задачи, решаемые при анализе технологичности конструкции обрабатываемой детали, сводятся к возможности снижения трудоемкости и металлоемкости, возможности обработки детали высокопроизводительными методами. Таким образом, улучшение технологичности конструкции позволяет снизить себестоимость ее изготовления без ущерба для служебного назначения.
Проанализировать назначение и общую сборку изделия, приходим к выводу, что нетехнологичным является отсутствие у детали явных базовых поверхностей для первоначальной и последующей обработок, в результате чего, возникает необходимость в создании искусственной технологической базы (центровые отверстия.)
Качественная оценка технологичности конструкции детали:
- технологический контроль чертежа детали "Толкатель" дает полное представление о ее конструкции. На чертеже проставлены размеры с допусками и шероховатостью необходимыми для изготовления детали;
- заготовка служит штамповка, получаемая на горизонтально-ковочной машине из стали 45 ГОСТ 1050-88. Штамповка просто по конфигурации и не требует применения специальной оснастки;
- деталь по форме средней сложности (канавки, сквозные отверстия, лыски);


СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
4
Изм Лист № докумен Подпись Дата

L/D_ср =300/((84+40+26)/3)=6 следовательно, деталь не жесткая;
- все поверхности можно обработать универсальными инструментами, включая канавку для выхода шлифовального круга;
Не технологичным является;
Для контроля радиального биения вне станка необходимо проектировать специальное контрольное приспособление, для контроля неперпендикулярности оси отверстия относительно базовой оси также необходимо проектировать специальное контрольно-измерительное приспособление.
Наибольший квалитет точности обрабатываемых поверхностей - 8, что позволяет обработать деталь на станках экономически достижимой точности. Самый высокий параметр шероховатости - Ra 0,8, что требует отделочного метода обработки на круглошлифовальном станке.
Качественная оценка технологичности детали по ГОСТ 14204-83- "Хорошо".
Количественная оценка технологичности детали.
1. Коэффициент унификации конструктивных элементов.
Ку.э. = Q у. э. / Q э; где,
Q у.э - число унифицированных конструктивных элементов.
Q э - общее число конструктивных элементов
Ку.э. = 17/19 = 0,89

2. Коэффициент применяемости стандартных обрабатываемых поверхностей.
Кп.ст.= D о.с. / D м.о.; где,
D о.с. - число поверхностей обрабатываемых стандартным инструментом.
D м.о. - общее число поверхностей подвергаемых механической обработки.
Кп.ст. = 17/19 = 0.89

3. Коэффициент обработки поверхностей
Кп.о. = 1-D м.о. / Q э
Кп.о. = 1-19/19 =0

4. Коэффициент использования материала
Ки.м. = q / Q; где,
q - масса детьли.
Q - масса заготовки.
Ки.м. = 3,7/5,2 = 0,71
Масса детали q=3,7 кг.

5. Максимальное значение квалитета обработки - h8
Максимальное значение параметра шероховатости обрабатываемых поверхностей - Ra 0,8
6. Коэффициент точности обработки.
Кт.и. = 1-1/Аср; где,
Аср. - средний квалитет точности обработки.
Аср. = 1•а1+2•а2+...t•at / а1+а2+... at a1,a2,at -


СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
5
Изм Лист № докумен Подпись Дата

Аср. = 1•а1+2•а2+...t•at / а1+а2+... at a1,a2,at - количество размеров соответствующего квалитета точности.
Аср. = 14•15+12•2+8•2/17
Аср. = 14.7
Кт.и. = 1- 1 / 14,7 = 0,932
7. Коэффициент шероховатости поверхностей
Кш = 1/Бср
Бср - средний показатель шероховатости поверхностей
Бср = 1n1+2•n2+t•nt / n1+n2+nt n1, n2, nt - число поверхностей соответствующих параметрам.
Бср = 2•0,8+3•6,3+12•12,5 / 17 =7,55
Кш = 1 / 7,55 = 0,13
2.1.3. Материал детали, химический состав, механические свойства, технические требования к детали.
Деталь "Толкатель", Мдет= 3,7 кг.
Материал детали - сталь 45 ГОСТ 1050-88. Сталь применяется для изготовления детали типа тяги, валы, фланцы, звездочки, цилиндры прессов, шпинделей, бандажей, плунжеров, хвостовиков, цилиндров, штуцеров, кулачков, муфт и других деталей. Химический состав и механические свойства стали 45 необходимо знать для выбора способа получения заготовки, режимов резания и технического нормирования.
Химический состав (%) стали 45 по ГОСТ 1050-88
Таблица 2
С Si Mn S P Cr Ni
Углерод Кремнии Марганец Сера Фосфор Хром Никель
0,42..0,5 0,17.0,37 0,5...0,8 0,040 0,040 <0,25 <0,25

Механические свойства Стали 45 по ГОСТ 1050-88
Таблица 3

Сортамент в T  ψ KCU HB
- МПа МПа % % кДж / м2 МПа
Стали 45 по ГОСТ 1050-88
598 352 16 40 197

СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
6
Изм Лист № докумен Подпись Дата

Обозначения;
в - Предел кратковременной прочности , [МПа]
T - Предел пропорциональности (предел текучести для остаточной деформации), [МПа]
 - Относительное удлинение при разрыве , [ % ]
 - Относительное сужение , [ % ]
KCU - Ударная вязкость , [ кДж / м2]
HB - Твердость по Бринеллю , [МПа]
Технические требования к детали
Допуск радиального биения диаметра 40h8 относительно базовой оси не более 0,05 мм. Допуск на не параллельность отверстий диаметром 15H12 не более 0,5 мм. Допуск на неперпендикулярность отверстия относительно базовой оси не более 0,3 мм. Ответственными поверхностями, которые требуют классной обработки, являются посадочный диаметр 40h8, грани квадрата, отверстия 15H12. Остальные поверхности являются второстепенными. "Толкатель" работает в условиях действия радиальной знакопеременной сосредоточенной нагрузки. К детали предъявляются высокие требования по точности, взаимному расположению поверхностей, а также износостойкости направляющей поверхности.

2.2. Характеристика типа производства
Тип производства на данном этапе проектирования определяется ориентировочно в зависимости от массы детали и годовой программы выпуска или по коэффициенту закрепления операций Кзо (ГОСТ 3.1108-74)
Ориентировочно на первом этапе проектирования тип производства может быть определен в зависимости от массы детали и объема выпуска по таблице. Тип производства влияет на построение технологических процессов изготовления изделий и организацию работы на предприятии.
Зависимость типа производства от годовой производственной программы и массы детали.
Таблица 4

Тип
производства Программа
Лёгкие
До 20кг Средние
21-300кг Тяжёлые
>300кг
Единичное 1-100 6-10 1-5
Мелкосерийное 101-500 11-200 6-100
Среднесерийное 501-5000 201-1000 101-300
Крупносерийное 5001-50.000 1001-5000 301-1000
Массовое >50.000 >5000 >1000


СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
7
Изм Лист № докумен Подпись Дата


В соответствии с таблицей 3 для детали "Толкатель" c заданной программой выпуска N = 3000 штук и массой 3,7 кг выбираем серийное производство.
Серийным называется производство, при котором изготовление изделий производят партиями (сериями), повторяющимися через определенные промежутки времени. Наряду с универсальными оборудованием применяют специализированные, а в отдельных случаях и специальные станки. В этом типе производства, и особенно больших сериях изготовляемых изделий, целесообразно разрабатывать подробный операционный технологический процесс оснащать его специальными приспособлениями, режущими и измерительными инструментами, что удешевляет выпускаемую продукцию и сокращает цикл производства. В зависимости от условий (стабильность и повторяемость изделий, размеры серии) оборудование преимущественно располагается по группам однотипных станков или в соответствии с технологическим процессом.
Количество деталей в партии для одновременного запуска допускается определять упрощенным способом по формуле.
Nзап=N/P*g,шт
P- количество рабочих дней в году
g- количество дней для деталей запаса на складе
N- количество деталей в партии
Nзап=3000/247*5=61шт

2.3. Выбор и обоснование метода получения заготовки.
При выборе вида заготовки учитывается не только эксплуатационные условия работы детали, ее размеры и форму, но и экономичность ее производства. Заготовка для данного этапа технологического процесса изготовления детали является исходное состояние этой детали, подлежащей обработке на этом этапе. В тяжелом машиностроении заготовки для механической обработки могут быть получены, как правило:
- литьем;
- ковка;
- штамповкой;
- из проката;
Рассмотрим более подробно описанные выше варианты.
Рассмотрим вариант литьё.
Первый вариант - литье по выплавляемым моделям.
Литья выплавляемой модели (ЛВМ) — применяется в случаях изготовления деталей высокой точности (например лопатки турбин и т. п.)
Процесс литья по выплавляемым моделям базируется на следующем основном принципе:
- Копия или модель конечного изделия изготавливаются из легкоплавкого материала.
- Эта модель окружается керамической массой, которая затвердевает и образует форму.
- При последующем нагревании (прокалке) формы модель отливки расплавляется и удаляется.




СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
8
Изм Лист № докумен Подпись Дата

- Затем в оставшуюся на месте удалённого воска полость заливается металл, который точно воспроизводит исходную модель отливки.
Преимущества этого способа: возможность изготовления деталей из сплавов, не поддающихся механической обработке; получение отливок с точностью размеров до 11 — 13 квалитета и шероховатостью поверхности Ra 2,5—1,25 мкм, что в ряде случаев устраняет обработку резанием; возможность получения узлов машин, которые при обычных способах литья пришлось бы собирать из отдельных деталей. Литье по выплавляемым моделям используют в условиях единичного (опытного), серийного и массового производства.
В силу большого расхода металла и дороговизны процесса ЛВМ применяют только для ответственных деталей.
Хорошие качества литья по выплавляемым моделям:
- высокая точность размеров и низкая шероховатость поверхности;
- высокая прочность отливок;
- возможность получения сложных по конфигурации отливок;
- получение отливок без швов;
- возможность изготовления деталей из сплавов, не поддающихся механической обработке.
Плохие качества литья по выплавляемым моделям:
- высокая стоимость форм;
- длительность процесса.
Второй вариант - литьё в песчано-глинистые форм.
Литьё в песчаные формы — дешёвый, самый грубый, но самый массовый (до 75-80 % по массе получаемых в мире отливок) вид литья. Вначале изготовляется литейная модель (ранее — деревянная, в настоящее время часто используются пластиковые модели, полученные методами быстрого прототипирования), копирующая будущую деталь. Модель засыпается песком или формовочной смесью (обычно песок и связующее), заполняющей пространство между ею и двумя открытыми ящиками (опоками). Отверстия в детали образуются с помощью размещённых в форме литейных песчаных стержней, копирующих форму будущего отверстия. Насыпанная в опоки смесь уплотняется встряхиванием, прессованием или же затвердевает в термическом шкафу (сушильной печи). Образовавшиеся полости заливаются расплавом металла через специальные отверстия — литники. После остывания форму разбивают и извлекают отливку. После чего отделяют литниковую систему (обычно это обрубка), удаляют облой и проводят термообработку.

Новым направлением технологии литья в песчаные формы является применение вакуумируемых форм из сухого песка без связующего. Для получения отливки данным методом могут применяться различные формовочные материалы, например песчано-глинистая смесь или песок в смеси со смолой и т. д. Для формирования формы используют опоку (металлический короб без дна и крышки). Опока имеет две полуформы, то есть состоит из двух коробов. Плоскость соприкосновения двух полуформ — поверхность разъёма. В полуформу засыпают формовочную смесь и утрамбовывают её. На поверхности разъёма делают отпечаток промодели (промодель соответствует форме отливки). Также выполняют вторую полуформу. Соединяют две полуформы по поверхности разъёма и производят заливку металла.



СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
9
Изм Лист № докумен Подпись Дата

Хорошие качества литья в песчано-глинистые формы:
- возможность механизировать производство;
- дешевизна изготовления отливок;
- возможность изготовления отливок большой массы.
Плохие качества литья в песчано-глинистые формы:
- плохие санитарные условия;
- большая шероховатость поверхности;
- вероятность дефектов больше, чем при других способах литья.
Третий вариант - литьё в оболочковые формы:
Способ получения фасонных отливок из металлических сплавов в формах, состоящих из смеси песчаных зёрен (обычно кварцевых) и синтетического порошка (обычно фенолоформальдегидной смолы и пульвер-бакелита). Предпочтительно применение плакированных песчаных зёрен (покрытых слоем синтетической смолы).
Оболочковую форму получают одним из двух методов. Смесь насыпают на металлическую модель, нагретую до 300 °C, выдерживают в течение нескольких десятков секунд до образования тонкого упрочнённого слоя, избыток смеси удаляют. При использовании плакированной смеси её вдувают в зазор между нагретой моделью и наружной контурной плитой. В обоих случаях необходимо доупрочнение оболочки в печи (при температуре до 600-700 °C) на модели. Полученные оболочковые полуформы скрепляют, и в них заливают жидкий сплав. Во избежание деформации форм под действием заливаемого сплава перед заливкой их помещают в металлический кожух, а пространство между его стенками и формой заполняют металлической дробью, наличие которой воздействует также на температурный режим охлаждающейся отливки.
Этим способом изготавливают различные отливки массой до 25 кг. Преимуществами способа являются значительные повышение производительности по сравнению с изготовлением отливок литьём в песчаные формы, управление тепловым режимом охлаждения отливки и возможность механизировать процесс.
Рассмотрим вариант ковка.
Ковка — это высокотемпературная обработка различных металлов (железо, медь и её сплавы, титан, алюминий и его сплавы), нагретых до ковочной температуры
Для каждого металла существует своя ковочная температура, зависящая от физических (температура плавления, кристаллизация) и химических (наличия легирующих элементов) свойств.
Для железа температурный интервал 1250–800 °С,
для меди 1000–650 °С, для титана 1600—900 °С,
для алюминиевых сплавов 480–400 °С.









СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
10
Изм Лист № докумен Подпись Дата

Различают следующие виды ковки:
- ковка на молотах (пневматических, паровых и гидравлических)
- ручная ковка
- штамповка.
Изделия и полуфабрикаты получаемые ковкой называют - поковка.
При ковке в штампах металл ограничен со всех сторон стенками штампа.
При деформации он приобретает форму этой полости.
При свободной ковке (ручной и машинной) металл не ограничен совсем или же ограничен с одной стороны.
При ручной ковке непосредственно на металл или на инструмент воздействуют кувалдой или молотом.
Свободную ковку применяют также для улучшения качества и структуры металла.
При проковке металл упрочняется, завариваются так называемые несплошности и размельчаются крупные кристаллы, в результате чего структура становится мелкозернистой, приобретает волокнистое строение.
Машинную ковку выполняют на специальном оборудовании — молотах с массой падающих частей от 40 до 5000 кг или гидравлических прессах, развивающих усилия 2–200 МН (200–20000 тс), а также на ковочных машинах.
Изготовляют поковки массой 100тн и более.
Для манипулирования тяжёлыми заготовками при ковке используют подъёмные краны грузоподъёмностью до 350 т, кантователи и специальные манипуляторы.
Ковка является одним из экономичных способов получения заготовок деталей.
В массовом и крупносерийном производствах преимущественное применение имеет ковка в штампах, а в мелкосерийном и единичном — свободная ковка
При ковке используют набор кузнечного инструмента, с помощью которого заготовкам придают требуемую форму и размеры.
Ковка применяется для разных целей, и из-за этого способы обработки металла могут быть различными:
- обжимка криц — ковка, при которой происходит уплотнение и сварка частиц, а также выделение шлаков из тестообразной железной массы (крицы) (см. Кричный передел).
- сварка — ковка, при которой сращиваются пакеты, состоящие из отдельных кусков нагретых до вара.
- обыкновенная ковка — уплотнение и придание желаемых форм предмету.
Рассмотрим вариант прокат.
Сортамент — совокупность прокатных профилей, отличающихся по форме и размерам.
Профиль — форма поперечного сечения прокатного изделия.


СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
11
Изм Лист № докумен Подпись Дата

Листовой (лист, полоса (рулон), штрипс):
- горячекатаные тонкие (толщина до 4 мм);
- горячекатаные толстые (толщина свыше 4 мм);
- холоднокатаные;
- профнастил — это стеновой или кровельный материал для наружных ограждений, стен и крыш.
Сортовой:
- простой (круг, квадрат, шестигранник, полоса плоского сечения);
- арматура — это изделие из металла, применяемое для армирования железобетонных конструкций;
Фасонный:
- общего (массового) потребления (угловой профиль, швеллеры, двутавровые балки и другие);
- специального назначения (рельсы железнодорожные широкой и узкой колеи, рельсы трамвайные, профили с/х машиностроения, судостроения, нефтяной и электропромышленности).
По размеру профиля сортовой прокат делится на:
Крупный — круглая сталь диаметром 80-250 мм, квадратная сталь со стороной 70-200 мм, периодические арматурные профили № 70-80, угловая сталь с шириной полок 90-250 мм, швеллеры и двутавровые балки обычные и облегченные высотой 360—600 мм, специальные широкополочные двутавры и колонные профили высотой до 1000 мм, шестигранная сталь до № 100, рельсы железнодорожные длины 1 м с массой 43-75 кг, полосовая сталь шириной до 250 мм и др.;
Средний — круглые диаметра 32-75 мм, квадратные со стороной 32-65 мм и шестигранные до № 70, стальной периодический арматурный профиль № 32-60, двутавровые балки высотой до 300 мм, швеллеры высотой от 100—300 мм, рельсы узкой колеи Р18-Р24, штрипсы сечением до 8×145 мм, разнообразные фасонные профили отраслевого назначения и др;





СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
12
Изм Лист № докумен Подпись Дата

Мелкий — круглая сталь диаметром 10-30 мм, квадратная сталь со стороной 8-10 мм, периодический арматурный профиль № 6-28, угловая сталь с шириной полок 20-50 мм, швеллеры № 5-8, полосовая сталь шириной до 60 мм, шестигранная сталь до № 30 и разнообразные фасонные профили отраслевого назначения эквивалентных размеров.
В качестве заготовки рассмотрим Квадрат 65 ГОСТ2590-88, L-305 мм
Эскиз проката

Расчет массы заготовки прокат:
Vзагот.=Vквадрат
Vзагот.=305•65•65•10-3 = 1288,6 см3
mзагот. = 1288,6•7,85•10-3 = 10,1 кг
Раскройный коэффициент использования металла прокат:
ɳ=3,7/10,1=0,37
Из этого следует, что заготовка, получаемая из проката (квадрат), не является приемлемой, ввиду малой точности и большого объема металла, срезаемого в стружку при механической обработке.
Рассмотрим вариант штамповки.
Штамповкой на горизонтально-ковочной машинах (ГКМ) получают поковки массой 0,1 - 100 кг с максимальным диаметром 315 мм. Штамповка на ГКМ является одним из производительных способов и может быть рентабельной для определенного вида заготовок. Производительность до 400 поковок в час. Штамповка производится из прутков и труб горячекатаного металла повышенной точности длиной до 4 м к диаметром от 20 до 270 мм. Иногда используют холоднотянутую сталь, что значительно повышает точность поковки. Допуски и припуски на поковки, изготовляемые на ГКМ, регламентируются ГОСТ 7505-89.
На ГКМ изготовляются следующие поковки: конические шестерни с валом, цилиндрические шестерни с валом, кольца, втулки, шестерни, шестерни с фланцем, двухвенцовые шестерни, втулки с квадратным фланцем и т. д. (рис. 2).





СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
13
Изм Лист № докумен Подпись Дата




Рис. 2
Поковки, изготовляемые на ГКМ, имеют форму тел вращения с прямой осью. Масса поковок может быть несколько десятков килограммов, но не превышать 100 кг. На ГКМ можно: производить высадку конусов длинных (до 3,5 м) прутков и труб; получать изделия типа стержня или трубы с головкой значительного объема; штамповать осадкой в торец изделия сложной формы; получать от прутка поковки с прошитыми отверстиями без отходов металла при просечке.
В качестве исходной заготовки используют пруток круглого или квадратного сечения, трубный прокат. Штампуют поковки: стержни с утолщениями и глухими отверстиями, кольца, трубчатые детали со сквозными и глухими отверстиями. Так как штамп состоит из трех частей, то напуски на поковки и штамповочные уклоны малы или отсутствуют. К недостаткам горизонтально-ковочных машин следует отнести их малую универсальность и высокую стоимость.
Горизонтально-ковочная машина представляет собой механический кривошипный штамповочный пресс, имеющий разъемную матрицу, одна часть которой является подвижной - зажимной. Кроме главного деформирующего ползуна, имеется ползун, движение которого перпендикулярно движению главного. Горизонтально-ковочные машины выбираются по номинальному усилию, которое составляет 1 ...31,5 МН.
Штамп состоит из трех частей: неподвижной матрицы, подвижной матрицы и пуансона, размыкающихся в двух взаимно перпендикулярных плоскостях. Пруток с нагретым участком на его конце закладывают в неподвижную матрицу. Положение конца прутка определяется упором. При включении машины подвижная матрица прижимает пруток к неподвижной матрице, упор автоматически отходит в сторону, и только после этого пуансон соприкасается с выступающей частью прутка и деформирует ее. Металл при этом заполняет формующую полость, расположенную впереди зажимной части. Формующая полость может находиться только в матрице, только в пуансоне, а также в матрице и пуансоне. После окончания деформирования пуансон движется в обратном направлении, выходя из полости матрицы. Матрицы разжимаются, деформированную заготовку вынимают или она выпадает из них.



СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
14
Изм Лист № докумен Подпись Дата

К достоинствам штамповки на ГКМ можно отнести:
- меньший расход металла;
- меньшая трудоемкость механической обработки и расход режущего инструмента;
- высокая производительность процесса.
- можно выполнять впадины и углубления в поковке, когда их оси параллельны направлению движения одной из подвижных частей штампа до трех диаметров (п 6.4 ГОСТ7505-89);
В штампованной заготовке структура металла более однородна, благоприятное расположение волокон, равномерная деформация, благодаря чему деталь будет более прочной. Штамповкой получаются более точные поковки с меньшими припусками и напусками, вследствие этого при механической обработке детали волокна перерезаются значительно меньше. При изготовлении штамповок лучше используется металл, и расход его уменьшается. При получении заготовки из проката величины припусков значительно выше, чем при штамповке, что приводит к снижению раскройного коэффициента использования металла.




СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
15
Изм Лист № докумен Подпись Дата

2.4. Разработка маршрутного технологического процесса и выбор баз.
Под технологически процессом понимают последовательное изменение формы, размеров, свойств материала или полуфабриката в целях получения детали или изделия в соответствии с заданными техническими требованиями.
Технологический процесс механической обработки деталей является одним из этапов общего производственного процесса изготовления всей машины (изделия)>
Технологический маршрут обработки заготовки устанавливает последовательность выполнения технологических операции с соблюдением принципа единства и постоянства баз.
Технологический маршрут обработки детали "Толкатель" будет следующий:
Таблица 5
№ опер. Наименование операции. Содержание по переходам Оборудование, наименование, модель
1 2 3
005 Фрезерно-центровальная Фрезерно-центровальный станок MP-71M
010 Токарная черновая Токарно-винторезный станок 16Б16
015 Токарная чистовая Токарно-винторезный станок 16Б16
020 Горизонтально-фрезерная Горизонтально - фрезеный станок 6Р81Г
025 Горизонтально-фрезерная Горизонтально - фрезеный станок 6Р81Г
030 Вертикально-сверлильная Вертикально - сверлильный станок 2Р118
035 Вертикально-сверлильная Круглошлифовальный станок 3М151


СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
16
Изм Лист № докумен Подпись Дата



2.5. Выбор оборудования с указанием технических характеристик.
Таблица 6
№ опер. Наименование операции. Наименование и модель станка
005 Фрезерно-центровальная Фрезерно-центровальный станок MP-71M
010 Токарная черновая Токарно-винторезный станок 16Б16
015 Токарная чистовая Токарно-винторезный станок 16Б16
020 Горизонтально-фрезерная Горизонтально - фрезерный станок 6Р81Г
025 Горизонтально-фрезерная Горизонтально - фрезерный станок 6Р81Г
030 Вертикально-сверлильная Вертикально - сверлильный станок 2Р118
035 Вертикально-сверлильная Круглошлифовальный станок 3М151



СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
17
Изм Лист № докумен Подпись Дата

№ Операции: 005 - Фрезерно-центровальная


Для фрезерно-центровальной операции применяем фрезерно-центровальный полуавтомат модели МР-71М, техническая характеристика которого приведена в табл. 7.
Полуавтомат предназначен для двустороннего фрезерования и зацентровки валов. Обеспечивается параллельность торцов и перпендикулярность их к оси детали, что дает возможность в дальнейшем их не обрабатывать.
Таблица 7
Наименование параметра Значение
Диаметр обрабатываемой заготовки, мм 25…125
Длина обрабатываемой заготовки 200…500
Число скоростей шпинделя фрезы 6
Частота вращения шпинделя фрезы, мин-1 125…712
Число скоростей сверлильного шпинделя 6
Частота вращения сверлильного шпинделя, мин-1 238; 330
Мощность всех электродвигателей, кВт 13
Габариты станка, мм 3140x1630


СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
18
Изм Лист № докумен Подпись Дата

№ операции 010,015 - Токарная черновая,Токарная чистовая


Специальный токарно-винторезный станок 16Б16

Станок предназначен для выполнения разнообразных токарных работ, а также для нарезания метрической, дюймовой, модульной и питчевой резьб.
Технические характеристики:
Таблица 8
Модель 16Б16
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над станиной, мм 320
Наибольший диаметр обрабатываемого изделия над суппортом, мм 180
Наибольшая длина обрабатываемого изделия, мм 750
Размер центра в шпинделе по ГОСТ 13214-79 Конус Морзе 5
Конец шпинделя по ГОСТ 12593-72 6K
Диаметр прутка, проходящего через отверстие в шпинделе, мм 36
Высота резца, устанавливаемого в резцедержателе, мм 25
Количество скоростей прямого вращения 21 (24 с АКП)
Количество скоростей обратного вращения 18 (21 С АКП)
Пределы частоты вращения шпинделя, об/мин:
- прямого вращения
- обратного вращения 20-2000
20-1000
Габаритные размеры станка, мм 2270х1110х1505
Масса станка, кг 2150

СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
19
Изм Лист № докумен Подпись Дата

№ операции 020,025 - Горизонтально-фрезерная


Вертикальный консольно-фрезерный станок. Предназначен для выполнения всех видов фрезерных работ, сверления, зенкерования и растачивания отверстий на деталях из черных и цветных металлов, их сплавов и пластмасс в условиях единичного, мелкосерийного и серийного производства. Наличие механизма зажима инструмента и ряда дополнительных приспособлений и принадлежностей позволяет существенно расширить технологические возможности станков.
Технические характеристики станка 6Р81Г.
Таблица 9
Размеры рабочей поверхности стола, мм 250x1000
Наибольшее перемещение стола, мм продольное 710
поперечное 250
вертикальное 400
Пределы подач стола, мм/мин продольной 35-1020
поперечной 27-790
вертикальной 9-264
Ускоренное перемещение стола, мм продольное 2900
поперечное 2300
вертикальное 1150
Количество частот вращения шпинделя, мин 21
Пределы частот вращения шпинделя, мин-1 16-1600
Конус шпинделя ISO 50
Мощность электродвигателей приводов, кВт подач 1,5
шпинделя 5,5
Габаритные размеры станка, мм 2135х1825х1695
Масса станка, кг 2300
Класс точности Н

СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
20
Изм Лист № докумен Подпись Дата

№ операции 030 - Вертикально-сверлильная

- Легкое и быстрое переключение числа оборотов шпинделя двумя рукоятками коробки скоростей;
- Регулируемый упор глубины сверления;
- Светильник для освещения зоны обработки;
- Система охлаждения инструмента (по заказу, при этом в обозначении станка добавляется -01);
- 2Т118 оснащен устройством механической подачи с предохранительной муфтой;
- 2Р118 имеет устройство для нарезания резьбы с автоматическим реверсированием вращения шпинделя при достижении заданной глубины резьбы, а также автоматическое включение правого вращения шпинделя при его возврате в верхнее положение.
Таблица 10
Модель 2P118 2T118
Диаметр сверления, мм 18 18
Нарезание резьбы М4…М16 М4…М16
Ход пиноли, мм 110 110
Конус шпинделя (внутренний) МК2 МК2
Число оборотов шпинделя, об/мин (6) 200…2100 (6) 200…2100
Вылет шпинделя, мм 195 195
Механическая подача, мм/об - 0,1/0,2
Рабочая поверхность плиты, мм 250х250 250х250
Мощность двигателя (380V 50Hz), кВт 0,75 0,75
Расстояние шпиндель – плита, мм 100-500 100-500
Масса, кг 160 165
Габариты (ДхШхВ), мм 675х465х1285 675х465х1285

СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
21
Изм Лист № докумен Подпись Дата

№ операции 035 - Вертикально-сверлильная

Таблица 11
Параметры МР-71М
Размеры обрабатываемых деталей диаметр,длина•, мм
Частота вращения фрезерного, об./мин
Частота вращения шпинделя сверлильного, об/мин
Предел подач при фрезеровании, мм/мин
Предел подач при сверлении, мм/мин
Габариты станка длина • ширина • высота, мм
Масса станка
Общая мощность электродвигателя, кВт 25÷125х200÷500
125-712
238-1125
20-400
20-300
3140•1630•4740
6100
15,3-18,6

СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
22
Изм Лист № докумен Подпись Дата

2.6. Расчет припусков, определение допусков.
2.6.1. Определение припусков по ГОСТ, расчет размеров заготовки и назначение допусков.

В качестве заготовки принимаем Поковка гр. IIНВ 228 .293 НВ ГОСТ8479-
70.


Расчет массы заготовки поковка:
Vзагот. = Vцил. + Vквадрат
Vзагот. = 3,14•(308-73)•(50 / 2)2+68•68•73•10-3 = 461,42+337,552 = 798,97 см3
mзагот. = 798,97•7,85•10-3 = 6,3 кг
Раскройный коэффициент использования металла поковка:
ɳ = 3,7/6,59=0,58
Из этого следует, что заготовка, получаемая из поковки, не является приемлемой, ввиду большого объема металла, срезаемого в стружку при механической обработке.
Штамповочное оборудование - горизонтально-ковочная машина.
Количество переходов -3. Нагрев заготовок - пламенный.
Расчет припусков на заготовку (штамповка ГКМ).
Исходные данные для расчета:
Характеристика поковки:
класс точности - Т4;
группа стали - М2;
Степень сложности С поковок определяется в зависимости от объема Vп (массы Gп) поковки к объему Vф (массы Gф) фигуры в виде цилиндра, описанного вокруг поковки. Степень сложности - С2.
Исходя из этих данных исходный индекс заготовки по ГОСТ 7505-89 - 13. Конфигурация поверхности разъема штампа - П (плоская).

СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
23
Изм Лист № докумен Подпись Дата

Основные припуски и размеры:
2,0 - диаметр 40 и шероховатость Ra 0,8;
2,0 - сторона квадрата 60 и шероховатость Ra 12,5;
2,0 - сторона квадрата 65 и шероховатость Ra 6,3;
1,7 - диаметр 24 и шероховатость Ra 12,5;
2,5 - длина 300 и шероховатость Ra 12,5.
Дополнительные припуски, учитывающие
- смещение по поверхности разъема штампа - 0,3 мм (табл 4 ГОСТ7505-89);
- изогнутость, отклонение от плоскостности - 0,6 мм (табл. 5 ГОСТ 7505-89)
Размеры поковки
Диаметр 40+(2,0+0,3+0,6)*2 =45,8 мм
Сторона квадрата 60+(2,0+0,3+0,6)*2 =65,8 мм
Сторона квадрата 65+(2,0+0,3+0,6)*2 =70,8 мм
Диаметр 24+(1,7+0,3+0,6)*2 =29,2 мм
Длина 300+(2,5+0,3+0,6)*2 = 306,8 мм

Размеры исходной заготовки (штамповка ГКМ).
Таблица 12
Размер детали, мм Шероховатое
ть,
Ra, мкм Припуск
на
сторону,
мм Допуск на припуск, мм Размер заготовки, мм
Ø40 0,8 2,9 +1,6
-0,9
Ø45,8 +1,6
-0,9

60 12,5 2,9 +1,6
-0,9 65,8 +1,6
-0,9
65 6,3 2,9 +1,6
-0,9 70,8 +1,6
-0,9
Ø24 12,5 2,6 +1,4
-0,8
Ø29,2 +1,4
-0,8
300 12,5 3,4 +2,4
-1,2 306,8 +2,4
-1,2

СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
24
Изм Лист № докумен Подпись Дата



Расчет массы заготовки штамповка ГКМ:
Vдет. = Vцил. + Vцил. + Vквадрата
Vцил. = π•R2•h=3,14•(29,2 / 2)2 • (35)•10-3 = 23,4 см3
Vцил. = π•R2•h=3,14•(45,8 / 2)2 • (306,8 - 35 - 70,8) • 10-3 = 331,14 см3
Vквадрата = 65,8•65,8•70,8•10-3 = 306,57 см3
Vзагот. = 661,12 см3
mзагот. = 661,12•7,85•10-3 = 5,2 кг
Раскройный коэффициент использования металла штамповки ГКМ:
ɳ = 3,7/5,2=0,71
Окончательно принимаем заготовку, полученную на горизонтально-ковочной машине.

СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
25
Изм Лист № докумен Подпись Дата

2.6.2. Определение межоперационных припусков и допусков на одну поверхность, построение схемы расположения припусков и допусков.
Исходные данные:
Наименование детали: Толкатель
Заготовка: штамповка на ГКМ
Масса детали: 3,7 кг
Аналитический расчет припусков производим на диаметр 40 h8.
Технологический маршрут обработки вала состоит из:
- чернового точения,
- чистового точения;
- шлифования
Суммарное отклонение для заготовки данного вида;
pз=√(P_см^2+ P_кор^2+P_ц^2 )
pкор=√((∆к•d)^2+(∆к•l)^2 )
Суммарное отклонение для заготовки данного вида:
Погрешность заготовок, штампуемых на прессах на ГКМ по смещению pсм:
рсм = 1,1 мм
Погрешность заготовок, штампуемых на прессах ГКМ по короблению pкор:
ркор=∆к•l б где,
∆к = 0,7 мкм/мм - удельное коробление;
l - длина обрабатываемой поверхности.

ркор =0,7•100=70 мкм = 0,070 мм
pц =√((б_з/2 )^2+0,〖25〗^2 ) ,где
бз - допуск поверхностей, используемых в качестве базовых на токарно-револьверной операции.
Бз = Нед + Иш + Ку, где
Нед - допуск по недоштамповке; принимаем Нед = 2,2 мм
Иш - допуск по износу штампов; принимаем Иш =1,1 мм
Ку = 1•40=40 мкм = 0,04 мм
бз= 2,2 + 1,1 + 0,04 = 3,34 мм
рц = ((3,34 /2)2+0,252)0,5=1,69 мм
p3=((1,1)2+(0,07)2+(1,69)2)0,5=2,02 мм
Суммарное отклонения расположения (пространственные отклонения) после обработки являются следствием копирования исходных отклонении. Они определяются для каждого перехода.
Для чернового точения: p1=0,06 pз=0,06• 2016,5 = 1210 мкм
Для чистового точения: p2 = 0,04 pз = 0,04• 2016,5 = 807 мкм
Для шлифования: p2 = 0,02 pз = 0,02• 2016,5 = 403 мкм
СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
26
Изм Лист № докумен Подпись Дата

Погрешность установки:
e1=√(e_б^2+e_з^2 )
Погрешность установки в центрах eу= 100 мкм
Погрешность установки при черновом точении e1=ey=100 мкм
Остаточная погрешность при чистовом точении e2=0,05 e1+eинд =5 мкм
Остаточная погрешность при шлифовании e2= 0,02 e1+eинд=2 мкм
Производим расчет минимальных значений межоперационных припусков для заготовки, установленной в центрах, по формуле;

2zmin = 2(Rzi-1 + Ti-1 + √(p_(i-1)^2+e_i^2))
Для чернового точения:
2zmin = 2(160 + 250 + √(〖2023,7〗^2+〖100〗^2 ))=2•2429 мкм
Для чистового точения:
2zmin = 2(50+50+ √(〖1214〗^2+5^2))=2•907 мкм
Для шлифования:
2zmin= 2(30+30+ √(〖809〗^2+2^2 ))=2•907 мкм

Определяем наименьшие предельные размеры после каждого перехода, начиная с конечного (чертежного) размера, который получают при шлифовании.
dз min (шлифование) = 40 - 0,039 = 39,961 мм
dз min (чист. точение) = 39,961 + 1,813 = 41,774 мм
dз min (черн. точение) = 41,774 + 2,620 + 44,394 vv
dз min (заготовка) = 44,394 + 4,858 = 49,252 мм

Допуск на каждый из технологических переходов устанавливается исходя из таблиц экономических точностей обработки на металлорежущих станках.
Будем считать, что при черновом точении обеспечивается точность, соответствующая IT12(Td=250 мкм), при чистовом - IT10 (Td = 100 мкм). Допуск вала при штамповке d=1300 мкм.
Определяем набольшие предельные размеры прибавлением допусков к наименьшим предельным соответствующих переходов:
dз max (шлифование) = 40 - 0 = 40,000 мм
dз max (чист. точение) = 41,774 + 0,1 = 41,874 мм
dз max (черн. точение) = 44,394 + 0,25 = 44,644 мм
dз max (заготовка) = 49,252 + 1,3 = 50,552 мм

Предельные размеры припусков определяются как разность соответствующих наибольших и наименьших предельных размеров.
2z4max (шлифование) = 41,874 - 40,000 = 1,874 мм
2z3max (чист. точение) = 44,644 - 41,874 = 2,770 мм
2z2max (черн. точение) = 50,552 - 44,644 = 5,908 мм





СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
27
Изм Лист № докумен Подпись Дата

2z4min (шлифование) = 41,774 - 39,961 = 1,813 мм
2z3min (чист. точение) = 44,394 - 41,774 = 2,620 мм
2z2min (черн. точение) = 49,252 - 44,394 = 4,858 мм
Определим общие припуски
2z∑min=2z4min+2z3min+2z2min+2z1min=1,813+2,620+4,858 + 9,291 мм
2z∑max=2z4max+2z3max+2z2max+2z1max=1,874+2,770+5,908=10,552 мм
Проверка правильности расчетов
2z∑max-2z∑min=Tdз+Tdд=10,552-9,291=1,3-0,039
На остальные обрабатываемые поверхности детали припуски и допуски принимаем по таблице ГОСТ 7505-89.

СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
28
Изм Лист № докумен Подпись Дата

Аналитический расчет припусков на диаметр 40 h8
Таблици 13


Элементарная поверхность детали и технологический маршрут ее обработки Элементы припуска, мкм Расчетный припуск 2zmin, мкм Допуск на изготовление 8, мкм Принятые размеры по переходам мм Полученные предельные припуски, мм
Rz Т Р е
dmin dmax 2zmax 2zmin
Штамповка 160 250 2017 100 1300 49,252 50,552 - -
Обтачивание:
черновое 50 50 1210 100 2•2428,98 250 41,774 41,874 10,552 9,291
чистовое 30 30 807 5 2•1310 100 44,394 44,644 5,908 4,858
Шлифование 10 20 403 2 2•907 62 49,252 50,552 2,770 2,620
Итого 19,230 16,769






СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
29
Изм Лист № докумен Подпись Дата








СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
30
Изм Лист № докумен Подпись Дата

2.7. Разработка операционного технологического процесса.
2.7.1. Расчет режимов резания и норм времени для одной операции, выполняемой на универсальном станке (определение режимов резания и норм времени для остальных операции по нормативам).
Разработка операции
Согласно технического задания будем подробно прорабатывать токарную чистовую операцию.
Заготовка устанавливается с базой на центровые отверстия на
центр жесткий цельный упорный Г0СТ13214-92 и центр вращающийся ГОСТ 8742-75.
Обработка производится за 2 установа.
Установ А

1. Точить пов. 3
2. Точить фаску пов. 4
3. Точить торец пов. 1
4. Точить канавку пов. 2
Переустановить деталь
Установ Б

1. Точить пов. 7
2. Точить фаску пов. 8
3. Точить торец пов. 5
4. Точить канавку пов. 6
Расчет режимов резания
1,5 переход
Глубина резания при чистовом точении, принимается равной припуску на обработку. Принимаем t=1 мм, число проходов i = 1
Подача при точении принимается максимально допустимой по мощности оборудования, прочности режущей пластины и прочности державки.
Принимаем подачу S= 0, 21 мм/об в соответствии с рекомендациями табл. 14 [5, глава 4 т. 2].
Скорость резания при точении:
Vp=Cv/(T^m•t^x•s^y )•K_v
Значения коэффициента Cv и показателей степени приняты в соответствие с рекомендациями [5, табл. 17 стр 269 глава 4, т. 2]
Cv = 290
m- 0,2
х= 0,15
у= 0,35




СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
31
Изм Лист № докумен Подпись Дата

Т - среднее значение стойкости инструмента, Т = 60 мин , [15, стр 268 глава 4, т.2]
Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания Kv:
Kv = Kmv•Knv•Kue
Knv- поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания; принимаем Knv = 0,8 [5, табл. 5 стр 263 глава 4, т. 2]
Kuv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания; принимаем Kuv= 1 [5, табл. 6 стр 263 глава 4, т. 2]
Кmv=Kг•(750/σв)nv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние физики -механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания
Kг¬ = 1 - коэффициент, характеризующий группы стали по обрабатываемости [5,табл. 2 стр 262 глава 4, т.2]
nv=1,25 - показатель степени при обработке [5, табл. 2 стр. 262 глава 4, т.2]
σв= 568 МПа

Кmv=1•(750/568)1,3=1,42
Kv=1,41544 • 0,8 •1 = 1,13
Vp=(〖60〗^(290/0,2)•1^0,15•〖0,21〗^0,35)•1,13=75,01 м/мин
Расчетные обороты шпинделя Np:
Np= (1000•Vp)/(π•d), об/мин
Диаметр исходной заготовки обрабатываемой поверхности d: d=40,5 мм
Np = (1000•75,0055)/(3,1416•40,5)=589,505 об/мин

Скорость резания фактическая: Vф=(π•d•Nф)/1000, м/мин
Nф = 630 об/мин, [3, стр. 98]
Vф = (π•d•Nф)/1000 = (3,14•40,5•630)/1000 = 80.1579 м/мин

Мощность резания:
Nр=(Pz•v)/(1020•60), кВт
Сила резания:
Pz=10•Cp•Sy•tx•vn•kp, H
Значения коэффициента Cp и показателей приняты в соответствии с рекомендациями [5, табл.22 стр. 273 глава 4, т.2]
Ср=300
у=1
х=0,75
n= -0,15

Поправочный коэффициент Кp:
Кp=Кмр•Кфр•Кγр•Кλр•Кгр
Кфр= 0,94 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане на составляющие силы резания при обработке стали; [5, табл. 23 стр. 275 глава 4, т.2]
Кγр= 1,1- поправочный коэффициент, учитывающий влияние переднего угла на составляющие силы резания при обработке стали; [5, табл. 23 стр. 275 глава 4, т.2]


СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
32
Изм Лист № докумен Подпись Дата

Кλр=1 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние угла наклона главного лезвия на составляющие силы резания при обработке стали; [5, табл. 23 стр. 275 глава 4, т.2]
Кгр=1 - поправочный коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца на составляющие силы резания при обработке стали; [5, табл. 23 стр. 275 глава 4, т.2]
Ктр=(σв/750)n - поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости.
n= 0,75 - показатель степени при обработке [5, табл. 9 стр. 264 глава 4, т.2]
σв=568 МПа
Ктр=(568/750)0,7=0,81
Кр=0,81•0,94•1,1•1•1=0,84
Рz=10•300•0,211•10,75•80,2-0,15•0,81=264,98 H
Nрез=(Pz•v)/(1020•60)
Nрез=(264,98•80,158)/(1020•60)=0,35 кВт
Мощность главного привода выбранного станка: N=10 кВт
Nгл. привода = 0,75•10=7,5 кВт - по мощности станок проходит
2,6 переход
Глубина резания при точении и отсутствии ограничений по мощности станка, принимается равной припуску на обработку. Принимаем t=2 мм, число проходов i=1
Подача при точении принимается максимально допустимой по мощности оборудования, прочности режущей пластины и прочности державки.
Рекомендуемая подача при точении лежит в пределах 0,18 - 0,21 мм/об в соответствии с рекомендациями табл. 11[5, глава 4 т.2].
Принимаем подачу S= 0,18 мм/об в соответствии с рекомендациями табл. 14 [5, глава 4 т.2].
Скорость резания при точении:
Vp=Cv/(T^m•t^x•s^y )•K_v
Значения коэффициента Cv и показателей степени приняты в соответствии с рекомендациями [5, табл. 17 стр. 269 глава 4, т.2].
Cv=23,7
m=0,3
x=0
y=0,5
Т - среднее значение стойкости инструмента, Т= 30 мин , [15, стр. 268 глава 4, т.2].
Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания Kv:
Kv=Kmv•Kпv•Kив
Кпv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания; принимаем Кпv = 0,8 [5,табл. 5 стр. 263 глава 4, т.2].
Kuv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания; принимаем Kuv= 1 [5, табл. 6 стр 263 глава 4, т. 2]
Кmv=Kг•(750/σв)nv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние физики -механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания
Kг¬ = 1 - коэффициент, характеризующий группы стали по обрабатываемости [5,табл. 2 стр 262 глава 4, т.2]



СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
33
Изм Лист № докумен Подпись Дата

nv=1,25 - показатель степени при обработке [5, табл. 2 стр. 262 глава 4, т.2]
σв=568 МПа
Кmv=1•(750/568)1,3=1,42
Kv=1,41544 • 0,8 •1 = 1,13
Vp=(〖30〗^(23,7/0,3)•2^0•〖0,18〗^0,5)•1,13=57,00 м/мин

Расчетные обороты шпинделя Np:
Np= (1000•Vp)/(π•d), об/мин

Диаметр исходной заготовки обрабатываемой поверхности d: d=40,5 мм
Np = (1000•57,0029)/(3,1416•40,5)=448,013 об/мин

Скорость резания фактическая: Vф=(π•d•Nф)/1000, м/мин
Nф = 450 об/мин, [3, стр. 98]
Vф = (π•d•Nф)/1000 = (3,14•40,5•450)/1000 = 57,2557 м/мин

Мощно.сть резания:
Nр=(Pz•v)/(1020•60), кВт
Сила резания:
Pz=10•Cp•Sy•tx•vn•kp, H

Значения коэффициента Cp и показателей приняты в соответствии с рекомендациями [5, табл.22 стр. 273 глава 4, т.2]
Ср=300
у=1
х=0,75
n= -0,15
Поправочный коэффициент Кp:
Кp=Кмр•Кфр•Кγр•Кλр•Кгр
Кфр= 0,94 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане на составляющие силы резания при обработке стали; [5, табл. 23 стр. 275 глава 4, т.2]
Кγр= 1,1- поправочный коэффициент, учитывающий влияние переднего угла на составляющие силы резания при обработке стали; [5, табл. 23 стр. 275 глава 4, т.2]
Кλр=1 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние угла наклона главного лезвия на составляющие силы резания при обработке стали; [5, табл. 23 стр. 275 глава 4, т.2]
Кгр=1 - поправочный коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца на составляющие силы резания при обработке стали; [5, табл. 23 стр. 275 глава 4, т.2]
Ктр=(σв/750)n - поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости.
n= 0,75 - показатель степени при обработке [5, табл. 9 стр. 264 глава 4, т.2]
σв=568 МПа
Ктр=(568/750)0,7=0,81
Кр=0,81•0,94•1,1•1•1=0,84
Рz=10•300•0,181•20,75•57,3-0,15•0,81=401,753 H
Nрез=(Pz•v)/(1020•60)









СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
34
Изм Лист № докумен Подпись Дата

Nрез=(401,753•57,2557)/(1020•60)=0,38 кВт

Мощность главного привода выбранного станка: N=10 кВт
Nгл. привода = 0,75•10=7,5 кВт - по мощности станок проходит
3,7 переход
Глубина резания при точении и отсутствии ограничений по мощности станка, принимается равной припуску на обработку. Принимаем t=1 мм, число проходов i=1
Подача при точении принимается максимально допустимой по мощности оборудования, прочности режущей пластины и прочности державки.
Рекомендуемая подача при точении лежит в пределах 0,6 - 1,2 мм/об в соответствии с рекомендациями табл. 11[5, глава 4 т.2].
Принимаем подачу S= 0,6 мм/об в соответствии с рекомендациями табл. 14 [5, глава 4 т.2].
Скорость резания при точении:
Vp=Cv/(T^m•t^x•s^y )•K_v
Значения коэффициента Cv и показателей степени приняты в соответствии с рекомендациями [5, табл. 17 стр. 269 глава 4, т.2].
Cv=23,7
m=0,3
x=0
y=0,5
Т - среднее значение стойкости инструмента, Т= 30 мин , [15, стр. 268 глава 4, т.2].
Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания Kv:
Kv=Kmv•Kпv•Kив
Кпv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания; принимаем Кпv = 0,8 [5,табл. 5 стр. 263 глава 4, т.2].
Kuv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания; принимаем Kuv= 1 [5, табл. 6 стр. 263 глава 4, т. 2]
Кmv=Kг•(750/σв)nv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние физики -механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания
Kг¬ = 1 - коэффициент, характеризующий группы стали по обрабатываемости [5,табл. 2 стр 262 глава 4, т.2]
nv=1,25 - показатель степени при обработке [5, табл. 2 стр. 262 глава 4, т.2]
σв=568 МПа
Кmv=1•(750/568)1,3=1,42
Kv=1,41544 • 0,8 •1 = 1,13
Vp=(〖30〗^(23,7/0,3)•1^0•〖0,6〗^0,5)•1,13=49,95 м/мин
Расчетные обороты шпинделя Np:
Np= (1000•Vp)/(π•d), об/мин

Диаметр исходной заготовки обрабатываемой поверхности d: d=40,5 мм
Np = (1000•49,9548)/(3,1416•40,5)=392,619 об/мин




СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
35
Изм Лист № докумен Подпись Дата

Скорость резания фактическая: Vф=(π•d•Nф)/1000, м/мин
Nф = 450 об/мин, [3, стр. 98]
Vф = (π•d•Nф)/1000 = (3,14•40,5•450)/1000 = 57,2557 м/мин

Мощно.сть резания:
Nр=(Pz•v)/(1020•60), кВт
Сила резания:
Pz=10•Cp•Sy•tx•vn•kp, H

Значения коэффициента Cp и показателей приняты в соответствии с рекомендациями [5, табл.22 стр. 273 глава 4, т.2]
Ср=300
у=1
х=0,75
n= -0,15
Поправочный коэффициент Кp:
Кp=Кмр•Кфр•Кγр•Кλр•Кгр

Кфр= 0,94 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане на составляющие силы резания при обработке стали; [5, табл. 23 стр. 275 глава 4, т.2]
Кγр= 1,1- поправочный коэффициент, учитывающий влияние переднего угла на составляющие силы резания при обработке стали; [5, табл. 23 стр. 275 глава 4, т.2]
Кλр=1 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние угла наклона главного лезвия на составляющие силы резания при обработке стали; [5, табл. 23 стр. 275 глава 4, т.2]
Кгр=1 - поправочный коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца на составляющие силы резания при обработке стали; [5, табл. 23 стр. 275 глава 4, т.2]
Ктр=(σв/750)n - поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости.
n= 0,75 - показатель степени при обработке [5, табл. 9 стр. 264 глава 4, т.2]
σв=568 МПа
Ктр=(568/750)0,7=0,81
Кр=0,81•0,94•1,1•1•1=0,84
Рz=10•300•0,61•20,75•57,3-0,15•0,81=796,279 H
Nрез=(Pz•v)/(1020•60)
Nрез=(796,279•57,256)/(1020•60)=0,74 кВт
Мощность главного привода выбранного станка: N=10 кВт
Nгл. привода = 0,75•10=7,5 кВт - по мощности станок проходит
4,8 переход
Глубина резания при точении канавки t=(D-Dкан)/2 = 1,25 мм, число проходов i=1
Подача при точении канавок принимается согласно рекомендации [5, глава 4 т.2, табл. 15].
Принимаем подачу S= 0,4 мм/об

СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
36
Изм Лист № докумен Подпись Дата

Скорость резания при точении:
Vp=Cv/(T^m•t^x•s^y )•K_v
Значения коэффициента Cv и показателей степени приняты в соответствии с рекомендациями [5, табл. 17 стр. 269 глава 4, т.2].
Cv=47
m=0,2
x=0
y=0,8
Т - среднее значение стойкости инструмента, Т= 60 мин , [15, стр. 268 глава 4, т.2].
Общий поправочный коэффициент на скорость резания, учитывающий фактические условия резания Kv:
Kv=Kmv•Kпv•Kив
Кпv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние состояния поверхности заготовки на скорость резания; принимаем Кпv = 1 [5,табл. 5 стр. 263 глава 4, т.2].
Kuv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние инструментального материала на скорость резания; принимаем Kuv= 1 [5, табл. 6 стр. 263 глава 4, т. 2]
Кmv=Kг•(750/σв)nv - поправочный коэффициент, учитывающий влияние физики -механических свойств обрабатываемого материала на скорость резания
Kг¬ = 1 - коэффициент, характеризующий группы стали по обрабатываемости [5,табл. 2 стр 262 глава 4, т.2]
nv=1,3 - показатель степени при обработке [5, табл. 2 стр. 262 глава 4, т.2]
σв=568 МПа
Кmv=1•(750/568)1,3=1,42
Kv=1,41544 • 0,8 •1 = 1,13
Vp=(〖60〗^(47/0,2)•〖1,25〗^0•〖0,4〗^0,8)•1,13=97,69 м/мин

Расчетные обороты шпинделя Np:
Np= (1000•Vp)/(π•d), об/мин

Диаметр исходной заготовки обрабатываемой поверхности d: d=38 мм
Np = (1000•97,6856)/(3,1416•38)=818,269 об/мин

Скорость резания фактическая: Vф=(π•d•Nф)/1000, м/мин
Nф = 800 об/мин, [3, стр. 98]
Vф = (π•d•Nф)/1000 = (3,14•38•800)/1000 = 95,5 м/мин

Мощно.сть резания:
Nр=(Pz•v)/(1020•60), кВт
Сила резания:
Pz=10•Cp•Sy•tx•vn•kp, H

СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
37
Изм Лист № докумен Подпись Дата

Значения коэффициента Cp и показателей приняты в соответствии с рекомендациями [5, табл.22 стр. 273 глава 4, т.2]
Ср=408
у=0,8
х=0,72
n= 0

Поправочный коэффициент Кp:
Кp=Кмр•Кфр•Кγр•Кλр•Кгр

Кфр= 0,94 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние главного угла в плане на составляющие силы резания при обработке стали; [5, табл. 23 стр. 275 глава 4, т.2]
Кγр= 1,1- поправочный коэффициент, учитывающий влияние переднего угла на составляющие силы резания при обработке стали; [5, табл. 23 стр. 275 глава 4, т.2]
Кλр=1 - поправочный коэффициент, учитывающий влияние угла наклона главного лезвия на составляющие силы резания при обработке стали; [5, табл. 23 стр. 275 глава 4, т.2]
Кгр=1 - поправочный коэффициент, учитывающий радиус при вершине резца на составляющие силы резания при обработке стали; [5, табл. 23 стр. 275 глава 4, т.2]
Ктр=(σв/750)n - поправочный коэффициент, учитывающий влияние качества обрабатываемого материала на силовые зависимости.
n= 0,75 - показатель степени при обработке [5, табл. 9 стр. 264 глава 4, т.2]
σв=568 МПа

Ктр=(568/750)0,7=0,81
Кр=0,81•0,94•1,1•1•1=0,84
Рz=10•408•0,40,8•1,250,72•95,50•0,81=1868,74 H
Nрез=(Pz•v)/(1020•60)
Nрез=(1868,74•95,5)/(1020•60)=2,92 кВт
Мощность главного привода выбранного станка: N=10 кВт
Nгл. привода = 0,75•10=7,5 кВт - по мощности станок проходит


СППК 151001 ТМ 443 ДП12 Лист
38
Изм Лист № докумен Подпись Дата